Meteorointityypit ja -prosessit

sään se on kivien hajoaminen mekaanisen hajoamisen ja kemiallisen hajoamisen avulla. Monet muodostuvat korkeissa lämpötiloissa ja paineissa, jotka ovat syvällä maankuoressa; kun ne altistuvat alhaisemmille lämpötiloille ja paineille pinnalla ja joutuvat ilmaan, veteen ja organismeihin, ne hajoavat ja murtuvat.

Elävillä oloilla on myös vaikutusvaltainen vaikutus sääolosuhteissa, koska ne vaikuttavat kiviin ja kivennäisaineisiin eri biofysikaalisten ja biokemiallisten prosessien kautta, joista suurin osa ei ole tiedossa yksityiskohtaisesti..

Pohjimmiltaan on kolme päätyyppiä, joiden kautta säänkesto tapahtuu; Tämä voi olla fyysistä, kemiallista tai biologista. Kullakin näistä muunnoksista on erityisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat kiviin eri tavoin; jopa joissakin tapauksissa voi olla useita ilmiöitä.

indeksi

• 1 Fyysinen tai mekaaninen sää
  • 1.1 Lataa
  • 1.2 Murtuminen jäädyttämällä tai gelifraktiolla
  • 1.3 Lämmitys-jäähdytysjaksot (termoklastio)
  • 1.4 Kostutus ja kuivaus
  • 1.5 Meteorisointi suolakiteiden tai haloklastian kasvulla
• 2 Kemiallinen meteorointi
  • 2.1 Purkaminen
  • 2.2 Hydratointi
  • 2.3 Hapetus ja pelkistys
  • 2.4 Karbonointi
  • 2.5 Hydrolyysi
• 3 Biologinen säätö
  • 3.1 Kasvit
  • 3.2 Jäkälät
  • 3.3 Meren eliöt
  • 3.4 Kelatointi
• 4 Viitteet

Fyysinen sää tai mekaniikka

Mekaaniset prosessit vähentävät kiviä vähitellen pienemmiksi fragmenteiksi, mikä puolestaan ​​lisää pinnan altistumista kemialliselle hyökkäykselle. Pääasialliset mekaaniset sääolosuhteet ovat seuraavat:

- download.

- Pakkasen toiminta.

- Lämmityksen ja jäähdytyksen aiheuttama lämpöjännitys.

- Laajentuminen.

- Kutistuminen, joka johtuu kostuttamisesta myöhemmällä kuivauksella.

- Suolakiteiden kasvun aiheuttamat paineet.

Tärkeä tekijä mekaanisessa säänkestävyydessä on väsymys tai toistuva stressinmuodostus, mikä vähentää vahinkoa. Väsymyksen seurauksena kivi murtuu alhaisemmalla jännitystasolla kuin väsymätön näyte.

päästö

Kun eroosio poistaa materiaalin pinnasta, alhaisten kivien rajoittava paine laskee. Alempi paine sallii mineraalirakeiden erota enemmän ja luoda tyhjiöitä; kivi laajenee tai laajenee ja voi murtua.

Esimerkiksi graniittikaivoksissa tai muissa tiheissä kivissä purkautumisen aiheuttama paineen vapautuminen voi olla väkivaltainen ja jopa aiheuttaa räjähdyksiä.

Murtuma jäädyttämällä tai gelifraktiolla

Vesi, joka kuluu kivien huokosiin, laajenee jäädytettäessä 9%. Tämä laajennus tuottaa sisäisen paineen, joka voi aiheuttaa kallioon fyysisen hajoamisen tai murtumisen.

Gelification on tärkeä prosessi kylmissä ympäristöissä, joissa jäätymis- ja sulatusjaksot tapahtuvat jatkuvasti.

Lämmitys- ja jäähdytysjaksot (termoklastio)

Kivillä on alhainen lämmönjohtavuus, joten ne eivät ole hyviä lämmön poistamiseksi pinnoistaan. Kun kivet lämmitetään, ulkopinta lisää lämpötilaansa paljon enemmän kuin kallio. Tämän vuoksi ulkoinen osa kärsii enemmän laajennuksesta kuin sisäinen osa.

Lisäksi erilaisista kiteistä koostuvat kivet aiheuttavat erilaista lämmitystä: tummemmat värilliset kiteet kuumenevat nopeammin ja viilenevät hitaammin kuin kevyemmät kiteet.

väsymys

Nämä lämpöjännitykset voivat aiheuttaa kallioiden hajoamisen ja valtavien vaakojen, kuorien ja levyjen muodostumisen. Toistuva lämmitys ja jäähdytys aikaansaavat väsymyksen, joka edistää lämpösäästöä, jota kutsutaan myös termoklastiksi.

Yleensä väsymys voidaan määritellä useiden prosessien vaikutukseksi, jotka vähentävät materiaalin toleranssia vaurioitumiselle.

Rock-asteikot

Levyjen kuoriminen tai tuottaminen lämpöjännityksellä sisältää myös kalliovaa'at. Samoin metsäpalojen ja ydinräjähdysten aiheuttama voimakas lämpö voi aiheuttaa kiven hajoamisen ja lopulta rikkoutumisen.

Esimerkiksi Intiassa ja Egyptissä tulipaloa käytettiin monta vuotta louhintatyökaluna louhoksissa. Kuitenkin päivittäiset lämpötilan vaihtelut, jotka löytyvät jopa aavikoista, ovat selvästi paikallisten tulipalojen äärimmäisen suuria.

Kostutus ja kuivaus

Savia sisältävät materiaalit, kuten mutakivi ja liuskekivi, laajenevat huomattavasti kostutuksen aikana, mikä voi aiheuttaa mikropallojen muodostumista tai mikrokuormituksia (mikrohalkeamia englanniksi) tai olemassa olevien halkeamien laajenemista.

Väsymysvaikutuksen lisäksi kostutus- ja kuivumispyrkimykset, jotka liittyvät kostutukseen ja kutistumiseen, johtavat kallioon.

Meteorisointi suolakiteiden tai haloklastian kasvulla

Rannikon ja kuivien alueiden suolakiteet voivat kasvaa suolaliuoksissa, jotka väkevöidään haihduttamalla vettä.

Suolan kiteytyminen kallioiden välissä tai huokosissa tuottaa jännitteitä, jotka laajentavat niitä, ja tämä johtaa kiven rakeiseen hajoamiseen. Tämä prosessi tunnetaan suolaliuoksena tai haloklastiana.

Kun kiven huokosten sisällä muodostuneet suolakiteet kuumennetaan tai kyllästetään vedellä, ne laajenevat ja painostavat läheisten huokosten seinämiä; tämä tuottaa lämpökuormitusta tai hydraatiorasitusta (vastaavasti), jotka vaikuttavat kallioiden säänkestävyyteen.

Kemiallinen meteorointi

Tämäntyyppinen säänkestävyys sisältää monenlaisia ​​kemiallisia reaktioita, jotka toimivat yhdessä monenlaisten kalliotyyppien kanssa kaikissa sääolosuhteissa.

Tämä suuri lajike voidaan ryhmitellä kuudentyyppisiin tärkeimpiin kemiallisiin reaktioihin (kaikki, jotka osallistuvat kiven hajoamiseen), nimittäin:

- Purkaminen.

- nesteytys.

- Hapetus ja pelkistys.

- Karbonointi.

- hydrolyysi.

liukeneminen

Mineraalisuolat voidaan liuottaa veteen. Tämä prosessi käsittää molekyylien dissosioinnin niiden anioneissa ja kationeissa ja kunkin ionin hydratoinnin; eli ioneja ympäröivät vesimolekyylit.

Yleensä liukenemista pidetään kemiallisena prosessina, vaikka siihen ei liity asianmukaisia ​​kemiallisia muutoksia. Koska liukeneminen tapahtuu alkuvaiheena muille kemiallisille säänkestäville prosesseille, se sisältyy tähän luokkaan.

Liuos kääntyy helposti: kun liuos on kyllästetty, osa liuenneesta aineesta saostuu kiinteänä aineena. Kylläisellä liuoksella ei ole kykyä liuottaa kiinteämpiä.

Mineraalit vaihtelevat liukoisuudessaan ja veteen liukoisimpia ovat alkalimetallien, kuten kivisuolan tai haliitin (NaCl) ja kaliumsuolan (KCl) kloridit. Nämä kivennäisaineet ovat vain hyvin kuivissa ilmastoissa.

Kipsi (CaSO₄.2H₂O) on myös melko liukoinen, kun taas kvartsilla on hyvin alhainen liukoisuus.

Monien mineraalien liukoisuus riippuu vetyionien pitoisuudesta (H⁺) vapaa vedessä. H-ionit⁺ ne mitataan pH-arvona, joka ilmaisee vesipitoisen liuoksen happamuuden tai emäksisyyden.

nesteytys

Hydration weathering on prosessi, joka tapahtuu, kun kivennäisaineet adsorboivat vesimolekyylejä niiden pinnalle tai absorboivat sen, mukaan lukien ne kidehiloissaan. Tämä ylimääräinen vesi tuottaa tilavuuden kasvun, joka voi aiheuttaa kalliomurtuman.

Kosteissa keskisuurissa leveysasteissa maapallon värit esiintyvät / näyttävät pahamaineisia vaihteluja: sitä voidaan havaita ruskehtavasta väristä, kunnes kellertävä. Nämä värit johtuvat punaisen rautaoksidihematiitin hydratoinnista, joka kulkee oksidiväriseen goetiittiin (rautaoksihydroksidiin).

Veden otto savihiukkasten avulla on myös sellainen hydraatiomuoto, joka johtaa sen laajenemiseen. Sitten, kun savi kuivuu, kuori murtuu.

Hapetus ja pelkistys

Hapetus tapahtuu, kun atomi tai ioni menettää elektroneja, mikä lisää niiden positiivista varausta tai vähentää niiden negatiivista varausta.

Yksi olemassa olevista hapetusreaktioista käsittää hapen ja aineen yhdistelmän. Veteen liuennut happi on yleinen hapetin ympäristössä.

Hapettumisen aiheuttama kuluminen vaikuttaa pääasiassa rautaa sisältäviin mineraaleihin, vaikkakin sellaisia ​​elementtejä kuin mangaani, rikki ja titaani voidaan myös hapettaa.

Rauta-reaktio, joka ilmenee, kun veteen liuenneen hapen joutuu kosketuksiin rautapitoisten mineraalien kanssa, on seuraava:

4Fe²⁺ +  3O₂ → 2Fe₂O₃ + 2e^-

Tässä lausekkeessa e^-  edustaa elektroneja.

Rauta rauta (Fe²⁺) useimmissa kiviaineksen muodostavissa mineraaleissa voidaan muuntaa sen rautamuodoksi (Fe³⁺) muuttamalla kidehilan neutraalia latausta. Tämä muutos aiheuttaa joskus sen romahtamisen ja tekee mineraalista alttiimmaksi kemialliselle hyökkäykselle.

karbonatisoituminen

Karbonointi on karbonaattien muodostuminen, jotka ovat hiilihapon suoloja (H₂CO₃). Hiilidioksidi liukenee luonnollisiin vesiin hiilihapon muodostamiseksi:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

Sen jälkeen hiilihappo dissosioituu hydratoiduksi vetyioniksi (H₃O⁺) ja bikarbonaatti-ioni seuraavan reaktion jälkeen:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^-  +  H₃O⁺

Hiilihappo hyökkää mineraaleja, jotka muodostavat karbonaatteja. Kalsinointi hallitsee kalkkikivien (jotka ovat kalkkikiviä ja dolomiitteja) sääolosuhteita; näissä tärkein mineraali on kalsiitti tai kalsiumkarbonaatti (CaCO₃).

Kalsiitti reagoi hiilihapon kanssa muodostaen kalsiumhappokarbonaattia, Ca (HCO)₃)₂ joka, toisin kuin kalsiitti, liukenee helposti veteen. Siksi jotkut kalkkikivet ovat niin alttiita hajottamiselle.

Hiilidioksidin, veden ja kalsiumkarbonaatin väliset palautuvat reaktiot ovat monimutkaisia. Prosessi voidaan tiivistää seuraavasti:

CaCO₃ + H₂O + CO₂⇔Ca₂+ + 2HCO₃^-

hydrolyysi

Yleensä hydrolyysi - kemiallinen hajoaminen veden vaikutuksesta - on kemiallisen sään keskeinen prosessi. Vesi voi hajota, liuottaa tai muokata kiviä alttiita ensisijaisia ​​mineraaleja.

Tässä prosessissa vesi, joka on dissosioitu vetykationeissa (H⁺) ja hydroksyylianionit (OH^-) reagoi suoraan silikaattimineraaleihin kivissä ja maaperässä.

Vetyioni vaihdetaan silikaattimineraalien metallikationilla, tavallisesti kaliumilla (K⁺), natrium (Na⁺), kalsium (Ca^{2 +)} tai magnesium (Mg^{2 +}). Sitten vapautunut kationi yhdistetään hydroksyylianioniin.

Esimerkiksi reaktio ortoklaasia kutsutun mineraalin hydrolyysille, jolla on kemiallinen kaava KAlSi₃O₈, Se on seuraava:

2KAlSi₃O₈ + 2H⁺ + 2OH^- → 2HAlSi₃O₈ + 2KOH

Niinpä ortoklaasi muunnetaan alumiinisilihappoksi HAlSi₃O₈ ja kaliumhydroksidi (KOH).

Tämän tyyppisillä reaktioilla on keskeinen rooli joidenkin tunnusmerkkien muodostamisessa; esimerkiksi he osallistuvat karstisen helpotuksen muodostumiseen.

Biologinen säätö

Jotkut elävät organismit hyökkäävät mekaanisesti, kemiallisesti tai mekaanisten ja kemiallisten prosessien yhdistelmällä.

kasvit

Kasvien juuret - etenkin sellaisten puiden juuret, jotka kasvavat tasaisilla kivillä, voivat vaikuttaa biomekaaniseen vaikutukseen.

Tämä biomekaaninen vaikutus tapahtuu, kun juuret kasvavat, koska se lisää sen ympäröivään ympäristöön kohdistamaa painetta. Tämä voi johtaa kallioperän murtumiin.

jäkälät

Jäkälät ovat organismeja, jotka koostuvat kahdesta symbiontista: sienestä (mycobiont) ja levistä, jotka ovat tavallisesti sinileviä (phycobiont). Näitä organismeja on raportoitu kolonisoijina, jotka lisäävät kivien säänkestävyyttä.

Esimerkiksi on havaittu, että Stereocaulon vesuvianum se on asennettu laavavirroihin, ja se pystyy tehostamaan jopa 16-kertaista säänkestävyyttä verrattuna tasoittamattomiin pintoihin. Nämä hinnat voivat kaksinkertaistua kosteissa paikoissa, kuten Havaijilla.

On myös huomattu, että kun jäkälät kuolevat, ne jättävät tumman pinnan kallioiden pinnoille. Nämä täplät absorboivat enemmän säteilyä kuin ympäröivät kirkkaat alueet kalliossa, mikä edistää lämpösäästöä tai lämpöpastamista.

Meren eliöt

Tietyt meren eliöt raaputtavat kivien pintaa ja rei'ittävät ne, mikä edistää levien kasvua. Näitä lävistäviä organismeja ovat nilviäiset ja sienet.

Esimerkkejä tällaisista organismeista ovat sininen simpukka (Mytilus edulis) ja kasvinsuojelukanavan Cittarium pica.

kelaatiohoidon

Kelatointi on toinen säänkestävyysmekanismi, johon kuuluu metalli-ionien ja erityisesti alumiini-, rauta- ja mangaanionien poistaminen kivistä.

Tämä saavutetaan orgaanisten happojen (kuten fulviinihapon ja humiinihapon) liitoksen ja sekvestoinnin avulla, jolloin muodostuu orgaanisten metalli-aineiden liukoisia komplekseja.

Tässä tapauksessa kelatoivat aineet ovat peräisin kasvien hajoamistuotteista ja juurien eritteistä. Kelatointi edistää kemiallista säänkestoa ja metallien siirtymistä maaperään tai kallioon.

viittaukset

1. Pedro, G. (1979). Hydrolitiikkakeskusten valmistus. Science du Sol 2, 93-105.
2. Selby, M. J. (1993). Hillslope-materiaalit ja prosessit, 2. edn. A. P. W. Hodderin panoksella. Oxford: Oxford University Press.
3. Stretch, R. & Viles, H. (2002). Niiden luonnonkaunis ja nopeus Lanzaroten laavavirroilla. geomorfologia, 47 (1), 87-94. doi: 10.1016 / s0169-555x (02) 00143-5.
4. Thomas, M. F. (1994). Geomorfologia tropiikissa: Tutkimus säästä ja paljastumisesta matalissa leveysasteissa. Chichester: John Wiley & Sons.
5. White, W. D., Jefferson, G. L. ja Hama, J. F. (1966) Quartzite karst kaakkois Venezuelassa. International Journal of Speleology 2, 309 - 14.
6. Yatsu, E. (1988). Säänkestävyyden luonne: Johdanto. Tokio: Sozosha.